Принцип дырочной проводимости
Рис.1 - Принцип дырочной проводимости
Рассмотрим рис.1, на котором изображено для различных моментов времени несколько атомов, расположенных вдоль полупроводника. Пусть в начальный момент времени в крайнем атоме слева появилась дырка, вследствие того что из атома ушел электрон (рис.1а). Атом с дыркой имеет положительный заряд и может притянуть к себе электрон из соседнего атома. Если в полупроводнике действует электрическое поле (разность потенциалов), то это поле стремится двигать электроны в направлении от отрицательного потенциала к положительному.
Поэтому в следующий момент из атома, расположенного правее (в сторону более отрицательного потенциала), один электрон перейдет в первый атом и заполнит дырку, а новая дырка образуется во втором атоме (рис. 1б). Далее, один электрон из атома 3 перейдет в атом 2 и заполнит в нем дырку. Тогда дырка возникнет в атоме 3 (рис. 1е).
Такой процесс будет продолжаться, и дырка перейдет из крайнего левого атома в крайний правый. Иначе говоря, первоначально возникший в атоме 1 положительный заряд перейдет в атом 6 (рис. 1е).
При дырочной проводимости в действительности перемещаются электроны, но более ограниченно, чем при электронной проводимости. Электроны переходят из данных атомов только в соседние. Результатом этого является перемещение положительных зарядов — дырок — в направлении, противоположном движению электронов.
Можно привести следующую аналогию дырочной проводимости. Представим себе зал с рядами кресел, заполненных зрителями. Пусть один зритель из первого ряда встал и ушел, а на освободившееся кресло пересел зритель из второго ряда. В свою очередь, на кресло второго ряда, ставшее свободным, пересел зритель из третьего ряда и т. д. Когда освободилось место в предпоследнем ряду, на него перешел зритель из последнего ряда. Свободное место, аналогичное дырке, перешло из первого ряда в последний, хотя все кресла оставались на своих местах. Пересаживались лишь зрители (аналогичные электронам) двух соседних рядов, и произошло это потому, что ушел зритель из первого ряда, а каждый следующий зритель стремился занять место ближе к сцене. Аналогично электронную проводимость следует представить в виде перехода зрителя из последнего ряда через весь зал в первый ряд.